“中国车谷”加快布局氢能产业 打造千亿氢能产业集群
2020-10-28 12:24:45 来源: 网易湖北
氢能被称作“21世纪最具有发展前景的二次能源”。近年来，全球氢燃料电池汽车产业呈现爆发式增长，氢能已成为国家新能源发展的战略产业。作为中国车谷，武汉经开区抢先布局，已聚集数十家掌握核心技术的氢燃料电池汽车领军企业，一个新的产业集群正在崛起。
在武汉经开区先进制造产业园，有一张招商地图格外引人注目，上面标注了全区氢能产业布局，涵盖从质子交换膜、膜电极、氢燃料电池电堆到氢能整车生产制造的全产业链，氢能产业集群态势初显。
当前，武汉经开区不断加快转型升级步伐，从传统燃油车向下一代智能新能源汽车提档升级，打造“中国车谷”，已经集聚了一大批拥有自主核心技术的氢能企业。
膜电极被称为氢能源电池汽车的“心脏”，作为全国最大膜电极生产企业，武汉理工氢电科技有限公司占全国市场份额的一半，产品不仅供应国内市场，还出口到美国等十几个国家和地区；雄韬氢能和武汉众宇动力，主要从事氢燃料电池电堆、发动机等产品的研发、测试、生产、展示和销售，相关产品已经在武汉公交车和客车成功示范应用，效果良好；康明斯投资1.5亿美元在汉建东亚最大研发中心，其中包含一栋氢燃料电池技术大楼，包括实验室、电堆、制氢加氢站等；东风新能源推出了国内首辆全功率氢动力乘用车，明年有望在汉批量生产……
“近几年国内氢能产业发展十分迅猛，公司产值从2017年销售几百万元，到2019年已经增长到一个亿，未来不排除会像动力电池一样出现爆发式增长。”武汉理工氢电科技有限公司总经理田明星说。
新近入局的还有国家电投集团氢能科技发展有限公司，该公司是国家电力投资集团旗下从事氢能产业技术创新和高精尖产品研发与制造的科技型企业，成立于2017年5月，重点布局燃料电池及关键技术、氢动力系统、制储氢关键技术、氢安全四大研发与产业化平台，目标建设成为掌握自主核心技术、研发与高端制造一体化、高度市场化的氢能行业领军企业。“目前公司的核心产品，是生产氢燃料电池的核心部件质子交换膜，经过前期应用测试，性能完全可以比肩国外同类产品，将一举改变过去95%以上需要进口的局面，已经具备产业化落地条件。”国家电投集团氢能科技发展有限公司质子膜研究室主任刘昊说。
据悉，国家电投集团今年将在武汉经开区投资兴建华中氢能产业基地和研发中心，争取在全国范围内形成产业先行、示范引领的强大态势。
氢能作为全球关注的新兴产业，是武汉市当前重点发展的十大高端产业。日前《武汉市氢能产业突破发展行动方案》正式下发，方案提出，力争通过3年时间打造国内氢能产业创新研发、生产制造、示范应用引领区，为把武汉建设成为世界一流的氢能产业基地打下坚实基础。
武汉经开区先进制造产业园区有关负责人透露，目前武汉正在积极申报燃料电池汽车示范应用城市。“武汉有较为完善的政策环境，掌握关键自主核心技术，构建了完整产业链。一旦获批，氢能产业将迎来爆发式增长，有望成为武汉下一个千亿产业。”
国内首款全功率氢燃料电池乘用车面世 明年有望在汉量产
“在今年的北京车展和东风科技周期间，全功率氢燃料电池车型东风氢舟（AX7-FCV）发布亮相。”东风汽车公司前瞻技术研究院氢动力专业负责人谢奇光说，在这款车型前舱盖下，原来应该安装传统燃油发动机的位置，被一台样式新颖的氢燃料电池发动机所取代。
据了解，这台新车基于东风风神AX7 Pro打造而成，采用氢气作为能源，能量转换效率可高达60%，接近普通燃油车的两倍。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有更长的续驶里程和更快的能源补充速度；相比插电式混合动力汽车，氢燃料电池汽车能实现真正意义上的“零排放”，而且能量转换效率高，来源多样并可再生。
“这款车最大的特点是全功率，目前是国内首款，产能5000辆/年，明年有望在武汉批量生产，将采用订单化生产。”谢奇光说，东风公司一直高度重视燃料电池汽车的发展和技术积累，将燃料电池汽车作为未来战略方向之一，先后在整车、燃料电池系统、电堆、核心关键零部件等方面开展研究，建有国内领先水平的实验室，覆盖基础材料、核心部件、系统、开发需求，建成国内首条全自动无人堆叠的电堆与系统工艺验证线，解决了电堆批量化生产工艺。同时与国内外知名燃料电池零部件及整车企业展开技术合作，不断提升东风燃料电池汽车开发能力和技术储备。
从2018年开始，东风技术中心牵头承担国家重点研发专项《全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发》项目，集合了15家企业、高校和机构，打造国内首款高效率、高安全性全功率燃料电池乘用车，助力东风公司抢占新能源汽车制高点。
突破质子交换膜核心技术 实现全产业链自主国产化
“质子交换膜作为生产膜电极的关键材料，国电投氢能公司已掌握自主核心技术，性能与国外产品相当，在低加湿条件下有一定优势。国内车用燃料电池电堆产品中的质子膜材料过去95%以上需要靠进口，我们希望国内电堆产品能早日实现自主化质子膜产品的大规模应用。”武汉绿动氢能能源技术有限公司副总经理刘昊说。
据了解，国家电投集团氢能科技发展有限公司是国家电力投资集团旗下专业从事氢能产业技术创新和高精尖产品研发与制造的科技型企业，成立于2017年5月。以自主化、高性能、低成本为研发目标，重点布局多项电堆核心材料、燃料电池电堆与动力系统、制储氢、氢安全等关键技术，目前已经完成了百千瓦级燃料电池电堆及系统开发，“氢腾”系列电堆产品已于近期正式发布。实现了催化剂、扩散层、质子交换膜、膜电极、双极板、电堆组装、系统集成与控制等关键技术、材料和零部件的全自主国产化，关键指标达到国际先进水平。武汉绿动氢能能源技术有限公司是国电投氢能公司的全资子公司，前期重点布局质子交换膜等关键原材料的研发与产业化。
目前，国家电投氢能公司与中国中车、中国商飞、慈溪公交等多家单位签订项目协议，达成400台采购意向清单，并联合中车完成12m燃料电池公交车开发，正在进行10.5m公交开发、11m客车开发，计划2020年底陆续投放。
“我们将以质子交换膜为原点，不断深化发展自主核心技术，向全产业链不断延伸，打造基于国产化的稳定原材料供应体系，把主动权牢牢掌握在自己手里。”刘昊说。
氢能电池“心脏”膜电极全国领先
“膜电极是氢能源电池的'心脏’，武汉理工氢电早在2006年就开始进行成果转化，目前已在这一关键技术上取得突破，产品不仅占据国内自主燃料电池市场一半份额，还大批量出口到美国等十多个国家和地区，实现了向技术垄断国家的反向输出。”武汉理工氢电科技有限公司总经理田明星说。
据了解，武汉理工氢电成立于2018年，由武汉理工大学和深圳市雄韬电源科技股份有限公司于2018年3月联合发起成立。其前身是2006年成立的武汉理工新能源有限公司，基于武汉理工大学领先的燃料电池技术，致力于燃料电池零部件——膜电极（MEA）的技术开发和大规模产业化，是国内领先的膜电极供应商，公司自主开发的国内首款CCM型膜电极，电流密度、功率密度均大幅提升，膜电极寿命增加到18000小时。
2012年，国内首条膜电极自动化生产线在武汉开发成功，2018年公司在武汉经开区新建产业化基地，次年自动化膜电极生产线建成投产，总产能提高5倍以上。“随着国内氢能产业的迅速发展，公司业务也得到了大幅提升，从每年七八百万元的销售收入增长到去年一个亿。”田明星说。
目前，武汉理工氢电正在加紧推进低成本长寿命车用膜电极、高效电解水膜电极等研发，力争继续引领国内燃料电池零部件产业化，为国内即将推广的燃料电池汽车示范作支撑。
全球发动机巨头入局氢能在经开区建新研发中心
“康明斯进入武汉已经42年，从2019年开始成立了第五大事业部——新能源动力事业部，包括动力电池和燃料电池，并开展了一系列并购行动。”康明斯（中国）燃料电池发动机项目技术负责人李名剑说。
2019年7月，康明斯收购了通用电气的固体氧化物燃料电池；2019年9月控股了加拿大著名燃料电池公司——水吉能，将利用其25年的燃料电池和制氢技术优势，在中国进行本地化开发，生产和运营；2020年10月，与中石化签署合作意向书，将利用各方优势和资源，共同促进电解水制氢技术的开发及推广，推进绿氢产业的发展。
康明斯组建了本地化的工程和业务团队， 致力于在中国进行本土化生产和运营；新增投资1.5亿美元，正在武汉经开区建设新的研发中心，其中包含一栋氢燃料电池技术大楼。康明斯燃料电池发动机产品较为丰富，已经形成的产品有30kW、45kW和60kW燃料电池发动机，正在开发大功率（80kW-120kW）的燃料电池发动机，通过模块化可扩展至200kW-300kW。
康明斯氢能利用通过使用电解水来对电网进行削峰平谷，稳定电网；平衡后的廉价电用于电解制氢，提供绿色氢气；制备的氢气用于驱动燃料电池车辆；富余的氢气和天然气混合，管道输送，用于热能利用和高效发电。
李名剑说：“康明斯特别愿意参与氢能示范城市群申报，在氢能产业中共同成长。”
20辆氢能公交在汉运行良好累计行驶150万公里
“从去年开始，20辆氢能源公交车已经上路为武汉经开区居民服务，是武汉最大规模氢能源公交车示范运营。”武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司运营总监詹全军说，经过一年多的运营，累计行驶已经超过150万公里，单车平均每百公里消耗5公斤氢气，运营成本与传统燃油客车基本持平，故障率20万公里仅出现一起。
去年，由雄韬股份参与投资的全省首座固定式加氢站已在汉投入运营，该加氢站占地15亩，设计日供氢能力为1000公斤，实际使用500公斤，加注压力为35兆帕，并预留了加注70兆帕压力和日加注能力500公斤氢气的扩展空间。
投资50亿元的雄韬氢能产业园已于2019年底动工，主要从事氢燃料电池发动机、电堆、膜电极等关键零部件的研发、生产与销售，以及加氢站建设运营，并将与整车企业合作，开发、生产和投放氢燃料电池各类汽车类型。
据了解，雄韬氢能产业园完全投产后，可年产膜电极100万片，电堆10万套、燃料电池发动机10万套，可装配10万台氢能汽车整车。
“今年示范运营的公交车将增加到50辆以上，雄韬氢雄将立足武汉，真正发挥武汉氢能产业领航者的角色，将最尖端的技术、最卓越的人才引入武汉，助力'中国车谷’打造'氢能之都’。”詹全军说。
将在汉新建研发生产基地年产两万套电堆
“今年将投资8000万元，在汉新建研发生产基地，可年产两万套电堆。”武汉众宇动力系统科技有限公司首席技术官李骁说。
2003年从华中科技大学毕业的李骁，毕业后出国攻读英国曼彻斯特大学电化学工程博士学位，2011年回国创办了武汉众宇动力系统科技有限公司，在氢能源动力系统领域历经近10年的研发和产业链上下游布局，今年，众宇动力正式进入产业化建设阶段，计划两到三年，以车用和摩托车用燃料电池电堆和动力系统为主导产品，实现年产万套电堆及动力系统能力。
经过多年坚定不移的自主研发，众宇动力逐渐形成和积累了一系列具有自主知识产权的核心技术和产品，是国内少数掌握氢能产业链关键环节核心技术的企业之一。截至目前，众宇动力35kW、41kW、58kW、65kW、75kW、82kW车用动力系统分别通过国家轿车质量监督检验中心的检验，并同时具备氢能源电堆风冷技术平台和水冷技术平台，掌握燃料电池动力系统、电堆及核心零部件技术。
“今年初，搭载众宇动力燃料电池发动机的首批10台铁龙通勤燃料电池客车已在武汉市示范运营，承担中国地质大学（武汉）新老校区区间通勤，每天往返120公里，目前运行情况良好，未来应用前景广阔。”李骁说。